Armando Collazo Garcia III kreeg meer dan hij verwachtte van een afstudeercursus die hij afgelopen voorjaar volgde. Hij ontwikkelde een nieuw begrip van de fysica van transsone schokken die worden geproduceerd over een laminair stromingsprofiel met grenslaagzuiging en voegde een gepubliceerd artikel toe aan zijn cv.

"Toen ik de opdracht kreeg om een ​​onderzoeksproject te doen, Ik realiseerde me dat ik al een goede dataset van mijn masterscriptie had die ik op een nieuwe manier kon gebruiken, " zei Collazo Garcia. "Ik was in staat om lineaire algebratechnieken toe te passen om de stroomveldgegevens te manipuleren en de informatie in modi te ontleden. De modi gaven een momentopname van verschillende aspecten van de stroom en werden gerangschikt op hun energiebijdrage, waarbij de hoger gerangschikte modi de belangrijkste kenmerken van de stroom laten zien. Het mooie van deze techniek is dat het alle willekeurige ruis wegneemt - alle onzekerheid die met de gegevens gepaard gaat - en de modi identificeert die het belangrijkst zijn, zodat we het proces efficiënter kunnen bestuderen."

Het papier is ontwikkeld voor de cursus AE 598-Modal Analysis of Fluid Flow, gegeven door Theresa Saxton-Fox, assistent-professor bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign.

"Van de klas Ik heb geleerd modale analysetechnieken te gebruiken, vooral, juiste orthogonale ontbinding, en hoe de techniek me kan helpen de dominante modi en dominante kenmerken in de betreffende stroom te begrijpen, " zei Collazo Garcia. "Bij het doen van de analyse, Ik heb geleerd hoe het overwegen van een model met gereduceerde orde met behulp van de dominante modi me in staat stelde de dynamiek en de belangrijke fysica van het proces te begrijpen zonder instabiliteit en ruis die in de gegevens aanwezig is."

Voor zijn masterscriptie Collazo Garcia beoordeelde de aerodynamische prestaties en de bijbehorende stromingskenmerken van een laminair stromingsprofiel van het Griffith-type in de transsonische omgeving. Omdat het draagvlak is ontworpen om te werken in de aanwezigheid van actieve grenslaagzuiging om de drukverhoging over het achterrandgebied te ondersteunen, de aerodynamische prestaties van het vleugelprofiel werden belemmerd wanneer deze zuigkracht niet werd toegepast. Een zeer onstabiel schokoscillatieproces werd ook waargenomen in de afwezigheid van afzuiging als gevolg van een complex stroominteractieproces. Er werd waargenomen dat het toepassen van zuigkracht deze grote variabiliteit in de schokpositie en onstabiele beweging verzachtte. Het werk dat hij begon in de klas van Saxton-Fox stelde hem in staat modale analyse te gebruiken om de kennis over dit oscillerende schokproces uit te breiden.

"We hebben de bijbehorende frequenties van elke modus verkregen en waren in staat om een ​​reconstructie van het proces te maken en de belangrijke fysica vast te leggen door alle bijbehorende onvastheid en ruis in de gegevens te verwijderen, " zei Collazo Garcia. "We zagen hoe de Mach-golf zich opbouwde, wat leidt tot de volledig ontwikkelde schok. Na oscillatie, het verdwijnt en dan zien we weer het proces zich vormen."

Collazo Garcia zei dat de reconstructie, die een enkele Fourier-modus aannam voor elke juiste orthogonale ontledingsmodus, is een zeer eenvoudige techniek die kan worden toegepast op andere stromen en andere datasets met de bedoeling de onderliggende fysica te begrijpen, de belangrijkste kenmerken in een instabiel proces.

De studie, "Modale analyse van het transsonische schokproces over een Griffith-type, Laminair-Flow Airfoil, " is geschreven door Armando R. Collazo Garcia III, Theresa Saxton-Fox, en Phillip J. Ansell. Het werd gepresenteerd op AIAA Scitech 2021-forum .